ʻO Van der Walls ka inoa o kekahi kanaka loea ʻepekema Dutch, ʻo JD van der Waals (1837-1923). ʻO ke kaulike o ke aupuni ʻo Van der Waals kahi kaulike o ke aupuni o kahi kinoea, e like me ke kaulike o ke aupuni o kahi kinoea kūpono. ʻO ka ʻokoʻa, ʻaʻole hiki i ke kaulike o ke aupuni o kahi kinoea kūpono ke hāʻawi i nā hopena pololei inā lawa ka nui o ke kaomi a me ka nui o ke kinoea maoli. ʻOiai hiki i ke kaulike o ke aupuni ʻo Van der Waals ke hoʻopuka i nā hopena pololei.
ʻO ke ola ʻana o kēia kaulike mai Van der Waals mai, nāna i ʻike i nā palena o ke kaulike o kahi kūlana kūpono. ʻO Waals, hoʻololi i ke kaulike o ke kūlana o ke kinoea kūpono, ma ka hoʻohui ʻana i kekahi mau mea e hoʻohuli pū ana i ke kūlana kinoea maoli, i ka wā e nui ai ke kaomi a me ka nui o ke kinoea maoli.
He kūlike ʻole ke kaomi kinoea me ka nui. Inā piʻi ke kaomi kinoea, e emi ana ka nui o ke kinoea. I ka ʻaoʻao ʻē aʻe, inā emi ka nui o ke kinoea, e piʻi ana ke kaomi kinoea. Ke emi ka nui o ke kinoea, e piʻi ana ka nui o ke kinoea (nui = nuipa / nui). Hiki ke ʻōlelo ʻia ua kūlike pololei ke kaomi me ka nui. Inā nui ke kaomi kinoea, nui nō hoʻi ka nui o ke kinoea. I ka ʻaoʻao ʻē aʻe, inā liʻiliʻi ke kaomi kinoea, liʻiliʻi nō hoʻi ka nui o ke kinoea. Ua kūlike pololei hoʻi ke kaomi kinoea me ka mahana. Inā piʻi ke kaomi kinoea, e piʻi ana ka mahana o ke kinoea. Hiki iā mākou ke hoʻoholo inā piʻi ke kaomi kinoea, e emi ana ka mahana, a me ka nui o ke kinoea, ʻoiai e emi ana ka nui o ke kinoea.
Ke emi ka nui o ke kinoea, e kokoke ana ka mamao ma waena o nā molekala. Ke kokoke ana ka mamao ma waena o nā molekala, e huki ana nā molekala kekahi i kekahi. Ua like ia me ka lawe ʻia ʻana o kahi ʻāpana hao a kokoke i kahi makeneka. Inā lawa ka mamao ma waena o ka makeneka a me ka hao, ʻaʻole hiki i ka makeneka ke huki i ka hao. Akā inā kokoke ka mamao ma waena o ka makeneka a me ka hao, e huki ʻia ka hao a kokoke. Ke kokoke nā molekala e kuʻi, e kipaku ana nā electrons ma waho o ka molekala kekahi i kekahi (electrical repulsion). ʻO ka hopena, ʻaʻole hiki i nā molekala ke pili pū. Mai kēia wehewehe pōkole, hiki ke ʻōlelo ʻia ʻo ka ikaika huki ma waena o nā molekala ke hoʻohuli i ke kūlana kinoea.
Ke nui ka nui o ke kaomi kinoea, a liʻiliʻi ka nui o ke kinoea, kokoke ka mamao ma waena o nā molekala. No ka mea, he nui ko nā molekala (ke anawaena atomika = 10-10 m), a laila pono mākou e noʻonoʻo i ka nui o kēia mau molekala.
Hoʻemi ʻo Van der Waals i kahi kaulike o ke kūlana, e noʻonoʻo ana i ka nui o ka molekala a me nā pilina e kū nei ma waena o nā molekala. ʻO ka kaulike i loaʻa e Van der Waals ka hopena o ka hoʻololi ʻana o ka kaulike kūlana kinoea kūpono PV = n R T. ʻO ka kaulike o ke kūlana Van der Waals:
P = kaomi kinoea (N / m2 = Pa)
V = ka nui o ke kinoea (m3)
R = ke kūpaʻa kinoea honua (R = 8.315 J / mol. K = 8315 kJ / kmol. K)
T = mahana (K)
a = kūpaʻa empirical (pili ka waiwai i ka ikaika o ka huki ʻana ma waena o nā molekala kinoea)
b = kūpaʻa empirical (e hōʻike ana i ka nui o hoʻokahi mole o nā mole kinoea)
n = Helu o nā mole (mol)
bn = ka nui holoʻokoʻa o nā molekala kinoea
Loaʻa nā waiwai paʻa a a me b ma o nā hoʻokolohua. Pili nā waiwai paʻa a a me b i ke ʻano o ke kinoea.
n2 /V2 = ka lakio quadratic o ka helu o nā moles (n) me ka huinahā o ka nui o ke kinoea (V). ʻO ka waiwai o n2 /V2 hilinaʻi ia i ke kaomi a me ka nui o ke kinoea. Inā nui ke kaomi kinoea (P), a laila liʻiliʻi ka nui o ke kinoea (V). ʻO ka liʻiliʻi o V, ʻo ka nui o n2 /V2Ke liʻiliʻi ka nui o ke kinoea (n2 /V2 nui) ʻoi aku ka kokoke o ka mamao ma waena o nā molekala. ʻO ka kokoke o ka mamao ma waena o nā molekala, ʻoi aku ka nui o ka launa pū ʻana ma waena o kēia mau molekala (e kuʻi ana, e huki pū ana). No laila, n2 /V2 ua kūlike pololei me kahi kūpaʻa (e hoʻohālikelike me ka hoʻohālikelike van der Waals). ʻO ka nui o ka waiwai o n2 /V2, ʻo ka nui o ka huki ʻana ma waena o nā molekala (a).
I ka ʻaoʻao ʻē aʻe, inā liʻiliʻi ke kaomi kinoea (P), a laila e nui ka nui o ke kinoea (V). ʻO ka ʻoi aku ka ʻike ʻia o V, ʻo ka liʻiliʻi o n2 /V2ʻO ka haʻahaʻa o ka n2 /V2, ʻoi aku ka haʻahaʻa o ka ikaika huki ma waena o nā molekala.
(V – bn) = ʻOkoʻa ma waena o ka nui o ke kinoea a me ka nui o nā mole kinoea. Hōʻike ka paʻa b i ka nui o hoʻokahi mole o nā mole kinoea. n = ka helu o nā mole. ʻO ka huahana o ka manawa ma waena o b a me n (bn) = ka nui o nā mole kinoea. Inā ʻoi aku ka nui o ke kaomi kinoea (P), a laila e emi ana ka nui o ke kinoea (V).
ʻO ka liʻiliʻi o V, ʻo ka liʻiliʻi (V - bn). ʻO ke ʻano kēia e piʻi aʻe ka mamao ma waena o nā molekala a, ʻoiaʻiʻo hoʻi, e piʻi aʻe ka huki ʻana ma waena o nā molekala. I ka ʻaoʻao ʻē aʻe, inā e liʻiliʻi ke kaomi kinoea, e nui aʻe ka nui o ke kinoea. ʻO ka nui o ka nui o ke kinoea, ʻo ke kiʻekiʻe aʻe (V - bn). ʻO ka nui (V - bn), ʻo ka liʻiliʻi o ka huki ʻana ma waena o nā molekala kinoea.
Hiki iā mākou ke ʻōlelo aku ua wehewehe pololei ke kaulike o ke kūlana van der Waals i ke kūlana kinoea maoli ma mua o ke kaulike kinoea kūpono. Ke lawa ka nui o ke kaomi a me ka nui o ke kinoea, hāʻawi ke kaulike van der Waals i nā hopena pololei. Inā ʻaʻole nui loa ke kaomi kinoea, a laila (he2 /V2) a me (V-bn) hiki ke hoʻowahāwahā ʻia, i loli ai ka hoohalike mokuʻāina Van der Waals i kahi hoohalike mokuʻāina kinoea kūpono.
